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De la station recharge pour voiture électrique à la charge rapide en passant par la bonne fiche : les experts de BMW John de Boer, Tanja Otte-Tillet et Karin Krüger répondent à toutes les questions possibles et imaginables sur la recharge des véhicules électriques.
Nous avons réuni pour vous tous les faits importants sur le sujet :
- Où recharger sa voiture électrique et comment ?
- Comment trouver une station de recharge publique et le réseau national est-il déjà suffisamment dense ?
- De quoi a-t-on besoin pour la recharge d’une voiture électrique chez soi ?
- Comment fonctionne la recharge d’une voiture électrique ?
- Quels sont les différents types de fiches électriques utilisables sur une borne de recharge pour voiture électrique ?
- Combien de temps dure la recharge d’un véhicule électrique et quels sont les facteurs déterminants pour cela ?
- Quel est l’effet d’un chargement à une station de charge rapide de voiture électrique sur la batterie ?
- Que coûte la recharge d’une voiture électrique et comment paie-t-on ?
- Quel est le meilleur moment pour une charge de voiture électrique ?
- Comment fonctionne le chargement sans contact et cette technologie est-elle déjà disponible ?
Où recharger sa voiture électrique et comment ?
Les novices de la mobilité électrique seront peut-être surpris d’apprendre que ce n’est pas parce que les stations de recharge électrique sont high-tech que la procédure est inutilement compliquée. Au contraire : en principe, il est possible de recharger une voiture électrique partout où du courant est disponible (➜ Lisez également : Hybrides rechargeables et autres voitures électriques).
C’est -à-dire en premier lieu chez soi, sur son lieu de travail ou à une borne de recharge pour voiture électrique. Le développement de l’infrastructure avance d’ailleurs à grands pas : à fin 2019, il y avait 28 666 bornes de recharge en France, soit 15 pour cent de plus que l’année précédente. L’objectif politique déclaré est de 50 000 points publics d’ici 2020. Dans l’espace urbain, le réseau de stations de recharge alimentées en courant alternatif (AC) permettant de charger sa voiture pendant la nuit ou brièvement pendant que l’on fait ses courses est de plus en plus dense.
Sur les grands axes routiers, et surtout sur les autoroutes, l’offre de bornes de charge rapide pour voiture électrique (ou high power charging) alimentées en courant continu (DC) se développe de plus en plus. Livrant une puissance cinq à quinze fois supérieure à celle des bornes à courant alternatif, elles permettent de recharger les batteries pour plusieurs centaines de kilomètres pendant une pause-café prolongée dans un relais autoroutier. En règle générale, on utilise en Europe son propre cordon électrique aux bornes de recharge à courant alternatif. Les stations de charge rapide à courant continu, plus puissantes, sont en revanche toutes équipées d’un cordon fixe.
La réponse est simple : les deux sont possibles.
La différence réside simplement dans la puissance de la station de recharge pour voiture électrique et dans la durée de la procédure. En effet, le courant continu (DC) est utilisé pour la recharge rapide des batteries – que les véhicules électriques stockent dans leur batterie. Les sources d’électricité courantes utilisées au quotidien – de la fiche électrique de la maison à la plupart des stations de recharge pour voitures électriques – utilisent en revanche du courant alternatif (AC). Pour le chargeur d’une voiture électrique, ce n’est pas un problème puisqu’il transforme le courant alternatif en courant continu. La puissance de chargement avec du courant continu est cependant limitée à 22 kW. Une station de charge rapide pour voiture électrique de type DC est en revanche bien plus performante et la durée de charge d’autant plus courte.
Le nombre de stations de charge rapide ne cesse de croître. Aujourd’hui, il n’y a plus lieu de s’inquiéter pour son autonomie quand on quitte les grandes agglomérations.
Directeur de projet Public Charging Rollout BMW
Comment trouver une station de recharge publique et le réseau national est-il déjà suffisamment dense ?
Grâce à l’augmentation importante du nombre de stations de recharge électriques publiques et à une mise en réseau en amélioration constante, comme dans l’écosystème BMW, la crainte de tomber en « panne d’électricité » en dehors des agglomérations (➜ Lisez également : Sous la loupe : 10 mythes sur les voitures électriques) n’a déjà plus lieu d’être à l’heure actuelle : grâce à l’interaction entre navigateurs bien intégrés et applications pour smartphones des fournisseurs d’électricité et d’automobiles, telles que My BMW App, les longs trajets sont désormais faciles à planifier de A à Z, sans mauvaises surprises. « Le réseau IONITY, qui collabore étroitement avec BMW, fait partie de ces fournisseurs. D’ici la fin de l’année 2021, il s’occupera de la gestion de 400 bornes de charge rapide pour voiture électrique sur les autoroutes, tendance à la hausse », indique John de Boer, directeur de projet Public Charging Rollout chez BMW.
Dans l’ensemble, on dénombre en France 1 780 stations de charge rapide de type HPC, c’est-à-dire des bornes de charge rapide pour voiture électrique capables de délivrer plus de 50 ou 100 kW et jusqu’à 350 kW.
BMW exploite, avec des partenaires de l’industrie automobile, l’entreprise NOW Venture à laquelle appartient la société Digital Charging Solutions GmbH, qui réunit les offres de bornes publiques et met ainsi près de 166 000 bornes de charge à courant alternatif et continu à disposition de clients finaux et commerciaux en Europe (état : printemps 2020). Le réseau IONITY High Power Charging y est également rattaché. Baptisée BMW Charging, l’offre de bornes publiques pour les clients BMW xEV est gérée pour BMW sur le marché européen par NOW Venture.
« Notre offre publique BMW Charging est intégrée à l’environnement du véhicule du client, qu’il connaît bien. Trouver une station de recharge adéquate grâce à son système de navigation et la déverrouiller avec l’application My BMW App est possible à tout moment. Nous pilotons aussi des fonctionnalités supplémentaires avec les services BMW Charging. Ainsi, il est non seulement possible de vérifier si la station de recharge pour voiture électrique visée est libre, mais aussi de la réserver suivant le marché sur lequel on se trouve », explique encore John de Boer.
De quoi a-t-on besoin pour la recharge d’une voiture électrique chez soi ?
La solution la plus simple et la plus confortable pour recharger une voiture électrique est naturellement de lui fournir de l’énergie dans son propre garage, avec l’installation d’une borne de recharge pour véhicule électrique. D’après diverses études menées auprès des utilisateurs, cette forme de recharge est déjà la plus courante de nos jours. D’après Avere, l’association nationale pour le développement de la mobilité électrique, plus de 90 pour cent des recharges de véhicule électrique se font à domicile ou au travail.
Naturellement, on peut brancher sa voiture à une prise courante à son domicile pour la recharger. Mais en raison de la faible puissance du cordon de charge de 2,3 kW, la recharge sur le réseau électrique normal prend plus de temps, ce qui nous ramène à la thématique du temps nécessaire pour charger une voiture électrique. Mieux vaut opter pour une Wallbox, installée par un électricien avec l’installation domestique appropriée, ce qui raccourcit ainsi considérablement le processus de charge avec une capacité de charge beaucoup plus élevée.
En plus du confort d’utilisation et de la rapidité, l’utilisateur profite en outre, avec une Wallbox, du libre-choix du fournisseur d’électricité. Cette solution est nettement moins onéreuse. En effet, l’arrêt à une borne de recharge pour voiture électrique publique a son prix. Enfin, une installation conforme est garantie par le constructeur de sa voiture. En France, l’État subventionne l’achat et l’installation d’une borne de recharge pour véhicule électrique par les particuliers.
Le plus simple, pour recharger son véhicule électrique, est de le brancher à sa borne de recharge pour voiture électrique personnelle à domicile. BMW propose une station de recharge électrique personnelle, la BMW Wallbox, d’une puissance jusqu’à 22 kW (les véhicules électriques BMW ont actuellement une puissance de charge maximale de 11 kW). Le service d’installation vous renseigne volontiers sur le montage professionnel et l’utilisation de la Wallbox.
Comment fonctionne la recharge d’une voiture électrique ?
En principe, la recharge d’une voiture électrique est aussi simple que celle de n’importe quel autre appareil électrique alimenté par une batterie : il suffit de brancher la fiche dans la prise et le chargement commence. Dans le cockpit ou sur My BMW App, l’écran affiche l’état de la procédure. Une fois que la batterie est pleine, la procédure s’arrête automatiquement.
Si le chargement dans son garage personnel n’est pas plus compliqué que cela, à une borne de recharge pour voiture électrique publique, c’est quasiment aussi simple. En raison du grand nombre de prestataires et de systèmes, l’utilisateur peut avoir à faire preuve d’un peu de patience. En règle générale, les utilisateurs doivent s’identifier à la station de recharge au moyen d’une carte de chargement ou d’une application du prestataire correspondant, brancher la prise sur la voiture et démarrer le chargement en appuyant sur un bouton.
Depuis un certain temps, les fournisseurs autorisent une certaine itinérance, comme le font les entreprises de téléphonie mobile. Avec ce système, certaines cartes permettent aussi d’utiliser les stations de recharge d’autres prestataires. Avec BMW Charging, BMW propose son propre service de rechargement public convivial par le biais de DCS GmbH.
Quels sont les différents types de fiches électriques utilisables sur une borne de recharge pour voiture électrique ?
Au fil du temps, différentes sortes de cordons et de fiches électriques se sont imposées dans les différents pays pour le chargement des véhicules électriques. Pour la recharge à domicile, le cordon dit standard fait partie de l’équipement de base des modèles BMW électriques et peut être utilisé pour la recharge à une prise électrique. Pour la recharge à une station de recharge pour voiture électrique publique à courant alternatif, il est en revanche recommandé d’utiliser un cordon pour la recharge publique (mode 3), combiné à une fiche de type 2 sur les modèles BMW. Ce système, qui s’est désormais imposé comme le standard en Europe, permet de brancher les voitures électriques aux bornes de recharge.
Il n’existe à ce jour pas de norme générale pour la recharge rapide avec du courant continu. En Europe, le standard CCS2 est le plus courant, alors qu’en Amérique du Nord, c’est le CCS1 qui s’est imposé. L’Asie mise sur les standards CHAdeMO et GB/T. Sur l’autoroute, quand une charge rapide est nécessaire en cours de voyage, il n’est pas nécessaire de sortir son propre cordon de la voiture : les bornes de recharge rapide sont toujours équipées de cordons fixes intégrés. Les conducteurs de voitures électriques n’ont ainsi pas besoin d’avoir un cordon dans leur véhicule.
Combien de temps dure la recharge d’un véhicule électrique et quels sont les facteurs déterminants pour cela ?
Le temps nécessaire pour une charge de voiture électrique est fonction de la taille de la batterie, de la capacité de chargement – et naturellement aussi de la charge restante dans l’accumulateur. En matière de véhicules électriques, la règle est que le chargement avec du courant alternatif (AC) nécessite plus de temps qu’avec du courant continu (DC). Exemple concret : recharger une BMW i3 avec une Wallbox d’une capacité de chargement usuelle de 11 kW prend au plus sept heures. Avec le système High Power Charging et la puissance de 150 kW de l’iX3, le chargement est effectué à 80 pour cent en 34 minutes », évalue Tanja Otte-Tillet, Product Marketing Manager BMW Charging.
Des stratégies intelligentes en matière de batterie permettent la recharge efficace et rapide de celle-ci.
Product Manager BMW Charging
Quel est l’effet d’un chargement à une station de charge rapide pour voiture électrique sur la batterie ?
Une recharge rapide met davantage la batterie à l’épreuve que lorsque la recharge est effectuée à une borne de puissance inférieure. Il n’y a pourtant pas de quoi s’inquiéter puisque la température est surveillée. De plus, le système de gestion de la batterie veille à ce qu’elle ne soit jamais entièrement déchargée. « C’est pourquoi l’enjeu est d’optimiser la durée de vie de la batterie au moyen de stratégies d’utilisation et de chargement intelligentes », explique Karin Krüger, experte en la matière.
Batterie, capacité, fiche
Ampère-heure (Ah) est une unité de mesure de la charge électrique. Elle est par exemple utilisée pour indiquer la capacité de recharge à disposition des batteries et décrit la charge nominale d’une cellule de stockage. Dans le cas des voitures électriques, la quantité d’énergie qui peut être stockée dans l’accumulateur n’est pas indiquée en Ah mais en kWh, ce qui permet de comparer directement les différents modèles de véhicules entre eux.
La batterie est un accumulateur d’énergie électrique rechargeable fonctionnant sur une base électrochimique. Les accumulateurs utilisés de nos jours dans les voitures électriques sont au lithium-ions, dont le prix dépend de la capacité, c’est-à-dire de la quantité d’énergie en kWh.
La capacité de chargement est indiquée en kilowatt (kW). Dans le cas d’une station de charge, elle est le critère essentiel pour évaluer la durée de la procédure de chargement de l’accumulateur. Une prise ménagère courante a une capacité de chargement de d’environ 2,3 kW, une Wallbox ou une borne de recharge à courant alternatif peut en principe fournir jusqu’à 22 kW, une station de recharge rapide à courant continu jusqu’à 50 kW, un chargeur rapide CCS jusqu’à 150 kW et un High Power Charger (HPC) de IONITY jusqu’à 350 kW. Toutefois, la puissance de charge avec laquelle la voiture se charge ensuite effectivement ne dépend pas seulement des performances du dispositif de charge, mais aussi des limites du véhicule.
La capacité nominale ou capacité nette d’une batterie indique la quantité d’énergie qu’elle peut absorber. Cette information est donnée en kilowattheures (kWh) et désigne la quantité d’énergie consommée ou produite en une heure à une puissance d’un kilowatt. Arithmétiquement, une BMW i3 d’une capacité nominale de 37,9 kWh avec un besoin en énergie de 13,1 kW/100 km peut parcourir plus de 300 kilomètres. Néanmoins, dans la vie réelle, des facteurs tels que le style de conduite, de faibles températures extérieures ou un profil d’itinéraire montagneux peuvent accroître les besoins en énergie. Dans ce cas, on part du principe que l’autonomie réelle peut atteindre 260 kilomètres.
La durée de chargement peut être estimée sommairement en divisant la capacité nette par la capacité de chargement de la borne de recharge. Exemple : en divisant la capacité d’une BMW i3 de 37,9 kWh par la capacité de chargement d’une station de recharge de 22 kW, on obtient une durée de chargement de tout juste deux heures. Il ne faut toutefois pas oublier que le véhicule n’est pas en mesure, dans la pratique, d’utiliser en permanence la capacité de chargement maximale possible. De la sorte, la durée de chargement réelle est influencée par de nombreux facteurs, comme la température ambiante, le niveau de charge de la batterie ou et la capacité de charge maximale possible de la voiture.
Types de fiches : les normes en la matière varient d’un pays à l’autre. En Europe, c’est essentiellement la fiche de type 2 qui est utilisée (le type 1, plus ancien, est surtout répandu en Asie et en Amérique). Pour les stations de charge rapide pour voiture électrique, ce type a été étendu à la fiche Combo du « Combined Charging Systems » (CCS). Les véhicules BMW sont compatibles avec ces deux types de fiches.
Que coûte la recharge d’une voiture électrique et comment paie-t-on?
Le plus avantageux est naturellement de recharger sa voiture sur sa propre Wallbox. Cela permet de choisir son fournisseur d’électricité et, parfois aussi, de sélectionner une offre adaptée à ses besoins et à la capacité de chargement de sa voiture. Le prix de recharge d’une voiture électrique à une borne de recharge publique est en revanche très variable. Il dépend en effet des tarifs d’électricité locaux et des modèles de prix des différents fournisseurs.
Quel est le meilleur moment pour une recharge de voiture électrique ?
Le courant est toujours disponible, mais son prix varie en fonction de l’heure de la journée. « Une gestion intelligente de la recharge est nécessaire », explique Karin Krüger, « car le moment choisi pour brancher son véhicule à la Wallbox peut sensiblement influencer le prix payé. » De nombreux exploitants de réseau proposent par exemple des tarifs réduits quand on choisit de recharger son accu à des moments où la demande est faible, la nuit pour écouler les excédents d’électricité produits par des sources renouvelables et qui ne peuvent pas être stockés.
Les utilisateurs qui rechargent leur batterie à une borne publique (lors de leurs déplacements) peuvent difficilement se montrer sélectifs. Un décompte effectué sur la base de la seule consommation en KWh est la solution la plus précise (et celle qui reflète le plus fidèlement la quantité d’énergie absorbée). Cependant, il existe également des fournisseurs qui facturent à la minute et/ou qui facturent en plus une composante basée sur le temps.
Comment fonctionne le chargement sans contact et cette technologie est-elle déjà disponible ?
Après autant d’informations sur l’état actuel de la technologie des voitures électriques, un coup d’œil sur l’avenir s’impose. En effet, il se pourrait qu’un jour, les bornes de recharge à domicile ou publiques deviennent superflues. Un jour en effet, recharger sa voiture électrique sera aussi simple que la recharge de son smartphone ou sa brosse à dents électrique sur une plaque à induction. Avec cette technique sans contact, l’électricité circule grâce à un champ magnétique alternatif. La batterie est chargée par une bobine primaire placée dans le fond de l’appareil. Installé dans un véhicule, ce système fonctionne au garage, sur les places de stationnement et même sur la route.
Auteure : Frank Giese ; Illustrations : Rune Fisker
